[发明专利]带螺旋驱动的集成化微型掘进机顶推系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种带螺旋驱动的集成化微型掘进机顶推系统及其工作方法，涉及掘进机领域。本发明包括轨道机座、推进油缸、埋设钢管、小型硬岩掘进头、螺旋钻机、螺旋钻杆、推进顶环、横栓油缸、液压绞车；螺旋钻机的机架底部设置有与轨道机座滑动配合滑动底座；小型硬岩掘进头的外侧部设置有稳定器；螺旋钻杆套接于埋设钢管内。本发明通过将顶推系统集成为一个机械设备，采用了发动机作为动力源，同时满足刀盘旋转的动力与整机推进的动力，并使用螺旋杆装置可以将挖掘出的渣土排出，为整个传统微型掘进机系统省去了泥浆系统；降低了施工成本，简化了施工工序，提高了微型掘进机的掘进速度，缩短了施工工期。

技术领域

本发明属于掘进机领域，特别是涉及一种带螺旋驱动的集成化微型掘进机顶推系统以及一种带螺旋驱动的集成化微型掘进机顶推系统的工作方法。

背景技术

对于2米以下的微型隧道，目前采用设备施工的以微型掘进机或称为隧道顶管机为主要代表。此类掘进机的工作原理为，刀盘的旋转由安装在盾体中的电机或液压马达加齿轮箱来实现，掘进机的前进需要通过油缸推进系统来实现。刀盘前方铲挖的渣土，通过不断注入特殊泥浆进行搅拌，再由泥浆泵将渣土和泥浆抽出。

当前大多数生产厂家仅供货刀盘及前盾体系统，但推进系统和泥浆系统则由施工方自行提供。通常推进系统包含以下设备：(1)一个和与施工相匹配的工作井，便于设备始发及顶推系统布置，工作井中与隧道开挖相对的墙，由于要作为整个掘进机推进的支承面，因此需要进行预支护，墙面强度要达到设计要求；(2)提供一组，通常4个推进油缸及支架结构。(3)提供一套液压泵站及控制阀组及管路；(4)提供泵站运行所需要容量的供电系统；(5)其它配套设施及系统。在所有设备到达工地后，施工现场接通电源，启动液压泵站，相应启动掘进机刀盘，通过手动控制器打开液压回路，使推进油缸缓慢伸出，掘进机开始挖掘隧道，油缸完全伸出后，切换液压回路，油缸缓慢退回，在掘进机与顶推机构之间插入水泥预制管节，然后进入下一个推进行程。

以上的掘进系统具有以下缺点：1、对始发井受力墙的强度要求较高，生产施工成本较高。2、顶推系统一次只能推进一个油缸行程，加了顶铁之后推进行程也相当有限。3、碰到野外施工供电不方便时，只能增加输电成本，或另外购置发电机组。4、当前施工方法只能使用泥浆冲刷方式进行出渣，一套泥浆系统成本非常高。5、刀盘的旋转，由安装在盾体内部的电机或液压马达来提供，每个行程在需要安装水泥管节时，需要断开电机电缆或马达油管，重新从新的管节内穿越一次，工序较为繁复，隧道较长时，耽误施工时间较长。6、当碰到地质岩石中存在裂缝时，泥浆损失量大。7、设备转场拆装工作量大。

因此，针对以上现有微型隧道掘进机在施工硬岩隧道遇到的各类问题，将整个施工工法进行重新整合。提供一种螺旋驱动的集成化微型掘进机顶推系统及其工作方法解决上述施工工法过程中遇到的各种问题，并同时降低施工成本，简化施工方法，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带螺旋驱动的集成化微型掘进机顶推系统及其工作方法，通过将顶推系统集成为一个机械设备，方便操作，降低了工地土建施工的成本，集成化的系统与掘进机的配套使用更加方便；采用了发动机作为动力源，同时满足刀盘旋转的动力与整机推进的动力，并使用螺旋杆装置可以将挖掘出的渣土排出，并有效降低了因电力供应不上时的额外成本；并为整个传统微型掘进机系统省去了泥浆系统；大大降低了施工成本，简化了施工工序，大大提高了微型掘进机的掘进速度，缩短了施工工期。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：